CN102017194A - 光学元件封装体、半导体发光装置和照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是在半导体发光装置中提高散热性、防止锡裂的产生、提高组装精度。因此，光学元件封装体(1)具有：底座(10)，包夹搭载部(13)并形成有一对贯穿孔(11、12)；导线(21、22)，其插入在贯穿孔(11、12)内；和绝缘材料(31、32)，其填充在贯穿孔(11、12)内，导线(21、22)被绝缘材料(31、32)固定为与底座(10)绝缘的状态。导线向外侧延伸的延伸部分(21c、22c)相对于贯通部分(21b、22b)向底座(10)的外周方向弯折，并沿着底座(10)的底面延伸。此外，延伸部分(21c、22c)延伸到底座(10)的外沿的外侧，其末端部(21d、22d)向垂直方向上表面侧弯折。

Description

光学元件封装体、半导体发光装置和照明装置
技术领域
本发明涉及一种具有底座和导线的光学元件封装体，所述底座上搭载了例如LED等光学元件，所述导线用于将光学元件与外部进行电连接。
背景技术
已知的用于封装发光二极管(LED)等光学元件的光学元件封装体具有搭载该光学元件的底座，并设置有从光学元件电连接到外部电路的导线。此外，在该光学元件封装体上搭载光学元件，对该光学元件和导电部件进行引线键合，并以透明树脂进行密封，由此形成半导体发光装置。
图8是表示专利文献1中公开的半导体发光装置的图。该半导体发光装置具有第一陶瓷基板101和第二陶瓷基板102作为底座，第二陶瓷基板102的中央部被挖通而形成了空腔。第一陶瓷基板101的上表面上设置有用于搭载LED元件105的区域，第二陶瓷基板102的空腔内表面上配设有围绕着LED元件105的金属反射板106。
此外，第一陶瓷基板101的表面上形成有用于将LED元件105与外部电路进行电连接的导电图案103，导电图案103与LED元件105通过引线(wire)104相连接。空腔内填充了硅系树脂等密封树脂108形成密封。
这种半导体发光装置被安装在具有外部电路的安装基板等之上，用于照明装置等中。
专利文献1：特开2003-197947号公报
在这种半导体发光装置中存在着散热性问题、易发生锡裂(soldercrack)的问题以及组装精度问题。
例如，在上述半导体发光装置中，观察从LED元件105向外周部散热的通道可知，虽然金属反射板106的热传导性高，但由于陶瓷基板101、102或者密封树脂108介于其间，因而难以向外部散热。
另外，就从LED元件105正下方的封装底面向安装基板散热的通道而言，外部电极形成在第一陶瓷基板101的表面上并从该第一陶瓷基板101的底面107上突出出来，因而在安装到安装基板后，LED元件105正下方的底面107与安装基板之间会产生间隙，这一点也成为散热效率低下的主要原因。
另外，在将半导体发光装置安装到以铜或铝等金属形成的安装基板上时，需要对导电图案103和安装基板进行焊接，因此，在安装完成后进行热循环试验时，第一陶瓷基板101和安装基板之间会因热膨胀的差异而在焊接部产生应力。这里，如上所述，第一陶瓷基板101和导电图案103呈一体式结构，因此，焊接部容易出现裂纹。
此外，组装精度方面的问题是，陶瓷基板101、102是通过烧结陶瓷制作而成的，因此很难以高精度的尺寸成形。因而，在将其与金属反射板106进行接合时，无法稳定地进行接合，容易使金属反射板受到冲击而脱落。
另外，在形成陶瓷基板102时如果减小间隙(clearance)，则与其接合的金属反射板106就容易变形。另一方面，如果增大间隙，则陶瓷基板102和金属反射板106的接合界面上就容易产生空隙(void)，导致散热性下降。
发明内容
本发明的目的是在半导体发光装置中提高散热性、防止锡裂的产生、提高组装精度。
为实现上述目的，本发明涉及用于封装光学元件的光学元件封装体，设置有：底座，形成有贯穿孔，并在上表面侧具有用于搭载光学元件的搭载部；导线，插入在贯穿孔中，一端与搭载部相邻，另一端从底座底面向外侧延伸；以及绝缘材料，填充在所述贯穿孔中，以与底座电绝缘的状态固定导线，将导线向外侧延伸的部分相对于穿过贯穿孔的部分向底座的外周方向弯折，并使其沿着底座底面。
在上述本发明的光学元件封装体中，优选是进一步采用以下方式。
使用含金属的材料，特别是无氧铜、铜合金形成底座。
在底座上，在搭载部的背面形成凸部，使该凸部的顶面和导线的沿着底面的部分的表面存在于同一个面上。
将导线穿过贯穿孔内的位置相对于贯穿孔的中央向底座的外周侧偏移，将靠近搭载部的端部向底座的中央侧弯折。
在底座上表面的中央部形成凹部，使外周部高于光学元件搭载部。
在底座凹部的内表面上以银或含银的合金实施电镀。
使用白色的高反射玻璃构成绝缘材料。
使导线向外侧延伸的部分延伸到底座外沿的外侧，并将其末端部向上表面弯折。
使导线中弯折形成的末端部的宽度小于沿着底座底面的部分的宽度。
在导线的沿着底座底面的部分与底座底面之间隔着绝缘材料。
绝缘材料使用钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃。
导线由铁镍合金构成。
在上述本发明的光学元件封装体中，既可以使搭载部与底座形成为一体，也可以设置以与底座绝缘的状态被固定的辅助底座部，并在辅助底座部的上表面上形成搭载部。
在这种情况下，也可以针对底座设置多个辅助底座部，在每个辅助底座部上设置搭载部。
在上述本发明的电子器件封装体中搭载光学元件，将该光学元件和导线进行引线键合，就能够构成半导体发光装置。
将该半导体发光装置安装到具有与驱动电路相连接的布线的基板上，就能够构成照明装置。
发明效果
根据本发明的光学元件封装体，利用绝缘材料将导线以与底座电绝缘的状态固定住，因而，即使使用导电性材料形成底座，也能够确保底座与导线的绝缘性。故使用热传导性好的金属材料形成底座，可以使光学元件产生的热量经由该底座很好地传导到外部，因而得到良好的散热性。
特别地，将导线向外侧延伸的部分相对于穿过贯穿孔的部分向底座的外周方向弯折，并使其沿着底座底面，因此，在使用本发明的光学元件封装体构成光学半导体装置并安装到基板上时，如果将沿着底座底面的导线部分连接到安装基板，则光学元件搭载部正下方的底座底面就会靠近或接触到安装基板。因而，光学元件产生的热量就会从底座的搭载部向正下方传导，高效地向安装基板散热。
另外，导线并不是直接连接到底座表面，而是通过绝缘材料固定，进而，导线向外侧延伸的部分相对于穿过贯穿孔的部分向底座的外周方向弯折并沿着底座底面，因此，导线在一定程度上可以自由变形。
因而，即使封装体的底座和安装基板之间的热膨胀的差异导致外力施加到导线上，由于导线变形后将该外力吸收，故在焊接部产生的应力也将减小。因此，基板安装完成后进行热循环试验时，导线和安装基板的布线之间的焊接部不容易产生裂纹。
特别地，在使用铜或铝等金属形成安装基板的情况下，如果使用金属材料构成底座，则热膨胀差本身也将变小，因此抑制锡裂发生的效果较好。
另外，根据本发明的光学元件封装体，能够利用以下方法进行制造，即：对底座和导线分别进行加工，将导线置于贯穿孔内并在贯穿孔中填充绝缘材料。因而，能够通过冲压加工高精度地制造出底座和导线。
在上述本发明的光学元件封装体中，如果采用含金属的材料，特别是无氧铜、铜合金形成底座，则其热传导性好，因而能够得到优异的散热性。
在底座上，在搭载部的背面侧形成凸部，并使该凸部的顶面和导线的沿着底面的部分的表面存在于同一个面上，则在将其安装到安装基板上时，凸部的顶面与安装基板发生接触，因而向安装基板上的散热性变得更好。
如果将导线穿过贯穿孔内的位置相对于贯穿孔的中央向底座的外周侧偏移，则即使将导线靠近搭载部的端部向底座的中央侧弯折，也能够确保存在可以保持导线与底座的绝缘性的区域。即，如果以这种方式将导线的端部向底座的中央侧弯折，则焊盘区域(pad area)就会增大，在该导线端部进行引线键合将变得容易。
另外，将导线穿过贯穿孔内的位置向外周侧偏移，从而在搭载部的背面形成了凸部的情况下，能够增大凸部与导线之间的距离，因而在将其安装到安装基板上时能够收到防止短路的效果。
如果在底座上表面的中央部形成凹部并使外周部高于光学元件搭载部，就能够使凹部的内表面起到反射器的作用。
这里，如果在底座的凹部的内表面上以银或含银的合金实施电镀，就能够提高反射器对蓝色光(短波长可见光)的反射率。
使用白色的高反射玻璃构成绝缘材料也有助于提高反射器的反射率。
如果使导线向外侧延伸的部分延伸到底座外沿的外侧并将其末端部向上表面侧弯折，就会在焊接部形成圆角从而提高焊接强度，因此，能够进一步抑制锡裂的发生。
如果使导线中弯折形成的末端部的宽度小于沿着底座底面的部分的宽度，就会在沿着底座底面的导线部分的端部形成角部，因此，封装体组装时能够很容易地使用夹具抓住该角部，有助于提高封装体组装精度。
如果以绝缘材料隔在沿着底座底面的导线部分与底座底面之间，就能够确保两者之间的绝缘性。
如果绝缘材料使用钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃，由于玻璃材料比树脂的粘性更高，故通常对于大间隙的接合更有效，因此，能够稳定地将导线固定住。
附图说明
图1是实施方式中的光学元件封装体的俯视图和仰视图。
图2是沿图1中的X-X线的剖视图。
图3是表示在上述光学元件封装体中搭载光学元件后形成的半导体发光装置以及将该半导体发光装置安装到安装基板上的状态的图。
图4是表示光学元件封装体和半导体发光装置的制造方法的工艺流程图。
图5是表示在对导线进行弯折加工之前的金属板材的图。
图6是表示玻璃密封工序的图。
图7是表示半导体发光装置的制造工序的图。
图8是表示与现有技术相关的半导体发光装置的图。
图9是表示实施例中的光学元件封装体的图。
图10是表示变形例中的光学元件封装体的图。
图11是表示变形例中的光学元件封装体的图。
图12是表示变形例中的光学元件封装体的图。
图13是表示变形例中的光学元件封装体的图。
附图标记说明
1……光学元件封装体
2……半导体发光装置
3……安装基板
10……底座
11、12……贯穿孔
13……搭载部
14……凹部
15……外周部
16……凸部
16a……凸部顶面
21、22……导线
21a、22a……导线端部
21b、22b……贯通部分
21c、22c……延伸部分
21d、22d……末端部
31、32……绝缘材料
50……LED芯片
51、52……引线
62……焊接部
73……玻璃柱体
具体实施方式
1.光学元件封装体的结构
图1表示的是实施方式中的光学元件封装体1，(a)是俯视图，(b)是仰视图。图2是沿图1中的X-X线的剖视图。
参照图1、图2说明光学元件封装体1的结构。在说明过程中，假设沿图1纸面的方向是水平方向，与此垂直的方向是垂直方向。
光学元件封装体1是用于封装光学元件的光学元件封装体，其具有：底座10，形成有一对贯穿孔11、12；导线21、22，插入在贯穿孔11、12内；和绝缘材料31、32，填充在贯穿孔11、12内，在与底座10绝缘的状态下对导线21、22进行固定。
(底座的结构)
如图1(a)、(b)所示，底座10在沿垂直方向观察的平面视图中呈近似正方形，其上表面侧的中央部设置有用于搭载光学元件的搭载部13。
上述一对贯穿孔11、12包夹着搭载部13位于其两侧，贯穿了底座10的上表面和底面之间，沿垂直方向开设。
另外，底座10的上表面形成有凹部14，上述搭载部13形成在该凹部的最低处。底座10的外周部15高于搭载部13。
凹部14呈图2所示的盆状，如图1(a)所示，从上表面看呈圆形。
这种底座10优选是整体使用铜等金属材料一体成型。
该凹部14的内表面上覆盖有电镀层(未图示)。该电镀层是在镍层之上层叠从金、银、金合金、银合金之中选择的材料层而形成的，对搭载部13上搭载的光学元件所发出的光进行反射。
在底座10上，在搭载部13的正下方底面上形成有凸部16。
凸部16的高度被设定为能够使该凸部16的顶面16a和导线的21c、22c的下表面处于同一个面上。
(导线的结构)
导线21、22是由长条形金属板材经弯折加工而成的。金属板可以使用例如铁镍类合金构成的板材。
导线21、22具有贯穿插入到底座10的贯穿孔11、12中的贯通部分21b、22b，该贯通部分21b、22b埋入到填充在贯穿孔11、12中的绝缘材料31、32之中而被固定住。
导线的贯通部分21b、22b在贯穿孔11、12内的水平方向位置相对于贯穿孔11、12的中央向底座10的外周侧偏移。图2中，以单点划线A表示贯穿孔12的中央，以单点划线B表示贯通部分22b的位置，并示出了贯通部分22b的位置向底座10的外周侧(在图2中是右侧)偏移的状态。
导线21、22中与搭载部13相邻一侧的端部21a、22a相对于贯通部分21b、22b向底座10的内侧弯折。即，贯通部分21b、22b沿垂直方向延伸，导线端部21a、22a沿水平方向延伸，形成了焊盘区域。
如上所述，贯通部分21b、22b的位置向外周侧偏移，因此，即使将导线端部21a、22a在水平方向的长度相应地设定得更长，导线端部21a、22a的顶端也不会接触到底座10，故能够确保导线21、22与底座10的绝缘性。这样，通过确保导线端部21a、22a的水平方向长度，焊盘区域就会变大，引线键合工序将变得容易。
另外，贯通部分21b、22b的位置向外周侧偏移，这样能够增加凸部16与导线21、22的距离，因而在将其安装到安装基板3上时能够收到防止两者短路的效果。
另一方面，从贯穿孔11、12向外侧延伸的延伸部分21c、22c相对于贯通部分21b、22b向底座10的外周方向弯折，并沿着底座10的底面延伸。
此外，延伸部分21c、22c延伸到底座10外沿的外侧，其末端部21d、22d向垂直方向上表面侧弯折。
导线的末端部21d、22d的宽度(图1中的W2)设定为比沿着底座底面的延伸部分21c、22c的宽度(图1中的W1)更窄(参照图5)。
详细情况将在制造方法部分进行叙述，由此，在对金属板材进行弯折加工从而形成导线21、22时，能够很容易地实现末端部21d、22d的弯折加工。
此外，在导线21、22与绝缘材料31、32接触的区域内开设有开口部21e、22e。
(绝缘材料的结构)
绝缘材料31、32填充在贯穿孔11、12内，覆盖了导线21、22的贯通部分21b、22b。
进而，如图2所示，绝缘材料31、32也填充在开口部21e、22e内，并接触到导线21、22的端部21a、22a的下表面。
利用这种绝缘材料31、32将导线21、22牢固地固定为与底座10绝缘的状态，并将贯穿孔11、12密封。
另外，一部分绝缘材料31、32也隔在导线21、22的延伸部分21c、22c与底座10的底面之间，以确保这两者之间的绝缘性。
使用能够将导线21、22固定在底座10的贯穿孔11、12内的材料作为绝缘材料31、32。具体而言，虽然可以使用树脂，但优选是使用钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃。
一般来说，与树脂相比玻璃材料在熔化时粘性也很高，因此对于大间隙的接合也很有效。因而，如果使用玻璃材料作为绝缘材料31、32，则当玻璃材料熔化时也能够滞留在贯穿孔11、12内从而稳定地接合导线21、22。
另外，优选是使用白色的高反射玻璃作为绝缘材料，这样能够提高凹部14内表面的反射率。
(半导体发光装置2、照明装置的结构)
图3是表示在上述光学元件封装体1中搭载了光学元件后形成的半导体发光装置2以及将该半导体发光装置安装到安装基板3上的状态的图。
这里，使用发光二极管(LED)作为光学元件，但也可以使用激光二极管等。
如图3(a)所示，半导体发光装置2是在光学元件封装体1的搭载部13上搭载LED芯片50并以引线51、52连接LED芯片50的端子和导线端部21a、22a而构成的。在该半导体发光装置2中，凹部14内填充了透明树脂，从而将LED芯片50密封住。
如图3(b)所示，半导体发光装置2被安装在安装基板3上，并焊接到导线21、22的延伸部分21c、22c，用作照明装置。此外，在安装基板3的表面上以铜等金属形成布线图案(未图示)，并且为了避免与半导体发光装置2发生不必要的电接触而设置有绝缘膜60。
2.光学元件封装体1、半导体发光装置2的制造方法
图4是表示光学元件封装体1和半导体发光装置2的制造方法的工艺流程图。
参照该图进行说明。
在P1～P3中，制造出玻璃密封工序中使用的玻璃柱体、底座10、导线21、22。
利用冲压加工机对由无氧铜或铜合金构成的坯料进行冲压成形，制造出底座10(P1)。
对由铁镍合金构成的板材进行弯折加工，制造出导线21、22(P2)。必要时，在空气中将其加热到650℃，进行氧化处理。
参照图5说明该导线制造工序。图5表示在对导线21进行弯折加工之前的金属板材。沿图中虚线Y1、Y2、Y3对该金属板材进行弯折加工，制造出导线21。
在沿虚线Y3弯折时，末端部21d的宽度W2被设定为比延伸部分21c的宽度W1窄，因此，在延伸部分21c的端部形成了角部(图4中的C所示的部分)。
将玻璃粉末冲压成形为柱体形状并进行临时烧制，制造出玻璃柱体(P3)。
玻璃密封工序(P4)
图6是表示玻璃密封工序的图。参照该图6进行说明。
将底座10安置到碳夹具71上(图6(a))，使导线21、22穿过贯穿孔11、12，利用碳夹具72固定住(图6(b))。将玻璃柱体73插入贯穿孔11、12(图6(c))，加热到玻璃熔化温度以上(例如1000℃)，然后冷却。在加热冷却期间，利用碳夹具71、72固定导线21、22及底座10的位置(图6(d))。
这里，导线21、22中如上所述的延伸部分21c、22c的端部上形成有角部(参照图5的C)，因此，在图6(b)的工序中，利用碳夹具72按压该角部，就能够保持住导线21、22。另外，从导线的末端沿水平方向滑动碳夹具72，能够将其移动到按压角部的位置，因此，容易进行封装体的组装。
被加热的玻璃熔化后，一部分穿过导线21、22的开口部21e、22e而将整个贯穿孔11、12内部填满。另外，熔化的玻璃的一部分也会流到导线21、22的延伸部分21c、22c和底座10的底面之间。继而，玻璃冷却后，固化成为绝缘材料31、32，利用该绝缘材料31、32将导线21、22牢固地固定在底座10上。
针对如上所述组装而成的装置实施电镀处理(图4的P5)。
在该工序中，优选是在通过镀镍处理形成基底层后接着使用从金、银、金银合金之中选择的材料实施电镀处理。
利用该电镀处理，在底座10、导线21、22等的整个暴露表面上形成镍基底层和金、银或金银合金的电镀层。
通过以上工序制造出光学元件封装体1。
(半导体发光装置的制造和安装)
使用上述光学元件封装体1，通过粘片(dice bonding)工序(图4的P6)、引线键合(wire bonding)工序(图4的P7)、封装工序(图4的P8)，制造出半导体发光装置2。
参照图7(a)对这些工序进行说明。其中，图7(a)表示有上述图3所示的反射器但没有透镜的情形，而图7(b)表示没有反射器但有透镜的情形并作为变形例。
在粘片工序P6中，在光学元件封装体1的搭载部13上涂敷Au-Sn合金或银膏，搭载LED芯片50后通过加热进行接合。如果使用Au-Sn合金，加热温度为320℃，如果使用Ag，则加热温度为150℃。
在引线键合工序P7中，利用引线(Au引线)51、52将所搭载的LED芯片50的端子与导线端部21a、22a连接起来。这里，如上所述，导线端部21a、22a沿水平方向延伸，因此，易于进行导线端部21a、22a与引线51、52的连接。
在封装工序P8中，向凹部14内注入密封用透明树脂(环氧树脂或硅系树脂)并使其固化，由此密封LED芯片50。
在图7(b)所示的变形例中，底座10的外周部15并不比中央部形成得高，因而没有形成反射器。取而代之的是，在引线键合工序之后增加了透镜封顶(lens capping)工序，在该透镜封顶工序中，以覆盖LED芯片50的方式搭载透镜80。继而，在封装工序中，向透镜80和底座10之间注入密封用透明树脂并使其固化，从而将LED芯片50密封住。
此外，作为其他变形例，也可以执行到引线键合工序，如图7(a)所示那样，使底座10的外周部15高于中央部从而形成反射器，执行透镜封顶工序、封装工序，如图7(b)所示那样搭载透镜80。
将按照如上所述的方式制造而成的半导体发光装置2安装到安装基板3上。
如上所述，在安装基板3的表面部分形成有布线图案(未图示)，并设置有绝缘膜60。另外，在安装基板3上的载置导线21、22的位置，在布线图案上涂敷了焊糊61。
将半导体发光装置2载置于安装基板3上并利用回流炉进行加热，由此使焊糊61熔化，将导线21、22的延伸部分21c、22c焊接到安装基板3上。这时，熔化的焊锡流过末端部21d、22d的表面，在焊接部62形成圆形圆角，焊接部62的强度得以提高。另外，通过观察该圆角形状，也能够确认焊接状态。
3.光学元件封装体1产生的效果
如上所述，本实施方式的光学元件封装体1利用绝缘材料31、32将导线21、22以与底座10绝缘的状态固定住，因而能够通过以下方法进行制造，即：使用热传导性良好的金属材料形成底座10和导线21、22，将导线21、22设置在底座10的贯穿孔内，向贯穿孔中填充玻璃材料。
因而，能够通过冲压加工高精度地制造出底座10和导线21、22。
另外，LED芯片50发出的热量经由热传导性良好的底座10传导到外部，因而能够得到良好的散热性。
特别地，将导线21、22向外侧延伸的部分21c、22c相对于贯通部分21b、22b向底座10的外周方向弯折，使其与底座10的底面平行，因此，如图3所示，如果在安装时将延伸部分21c、22c焊接到安装基板3，则搭载部13正下方的顶面16a就会靠近或接触到安装基板3。因而，LED芯片50产生的热量就会从底座10的搭载部13向正下方传导，高效地向安装基板3散热。
特别地，如果使用铜材料(无氧铜或铜合金)形成底座10，则其热传导性良好，因而能够获得优异的散热性。
进而，在底座10上，在搭载部13的背面侧形成有凸部16，该凸部16的顶面与延伸部分21c、22c的表面存在于同一平面上，因此，在将其安装到安装基板3上时，凸部16的顶面16a就会接触到安装基板3，故向安装基板3的散热性变得更好。
另外，导线21、22并不是直接接合在底座10上，而是经由绝缘材料31、32固定在底座10上，并且导线的延伸部分21c、22c向底座的外周方向弯折并隔开间隔与底座10的底面平行，所以导线21、22在某种程度上可以自由变形。
因而，即使底座10和安装基板3之间的热膨胀的差异导致外力施加到导线21、22上，导线21、22变形后将吸收该外力，因此在焊接部62产生的应力较小。由此，即使在热循环试验中，焊接部62也不容易发生裂纹。
导线21、22的延伸部分21c、22c延伸到底座10外沿的外侧，其末端部21c、22c向上表面侧弯折，因此，在焊接部62形成圆角从而提高了焊接强度。这一点也能起到抑制锡裂的作用。
另外，底座10和安装基板3两者都由金属形成，两者的热膨胀差异小，这也起到了抑制锡裂发生的作用。
如上述制造方法中所说明的那样，分别通过冲压加工等形成底座10和导线21、22，将导线21、22设置在贯穿孔11、12内，向贯穿孔中填充玻璃材料，利用这种方法能够制造出光学元件封装体1，因此，能够高精度地制造出底座10和导线21、22。
如上所述，导线21、22穿过贯穿孔11、12内部的位置相对于贯穿孔11、12的中央向底座10的外周侧偏移，导线端部21a、22a向底座10的中央侧弯折，因此，很容易将引线51、52连接到导线端部21a、22a。
在底座10上表面的中央部形成凹部14，外周部15形成得高于搭载部13，因此，能够使凹部14的内表面起到反射器的作用，如果在凹部14的内表面上以银或含银的合金实施电镀，就能够提高反射器对蓝色光的反射率。
如果使用白色的高反射玻璃构成绝缘材料31、32，就能够提高反射器的反射率。
一部分绝缘材料31、32也隔在导线的延伸部分21c、22c与底座10的底面之间，因而确保了这两者之间的绝缘性。
由于玻璃材料的粘性高，故一般来说对于大间隙的接合也很有效。因而，如果使用钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃作为绝缘材料31、32，就能够稳定地固定导线21、22。
(实施例、变形例)
图9是表示与上述光学元件封装体1相同的实施例中的光学元件封装体的图，图10～13是表示将上述光学元件封装体1变形后得到的实施例中的光学元件封装体的图，各图中，(a)是平面图，(b)是右视图，(c)是仰视图，(d)是主视图，(e)是剖视图。此外，左视图与右视图对称，背面图与主视图对称，因此省略了左视图和背面图。
图10所示的光学元件封装体与图9所示的光学元件封装体相同，但底座10的上表面上没有形成凹部(反射器)。
在图11～图13所示的光学元件封装体中，底座10的上表面上排列了多个搭载部，能够搭载多个LED芯片。
在图11所示的光学元件封装体中，4个搭载部13a～13d排成一列，一对导线21、22贯穿设置在一对贯穿孔11、12中。
在图12所示的光学元件封装体中，4个搭载部13a～13d排成两行两列，2对导线21、22、27、28贯穿设置在2对贯穿孔11、12、17、18中。
在图13所示的光学元件封装体中，8个搭载部13a～13h排成四行两列，一对导线21、22贯穿设置在一对贯穿孔11、12中。
此外，该光学元件封装体的底座10的上表面上也没有形成凹部(反射器)。
在像如图11～图13所示的光学元件封装体那样能够搭载多个LED芯片的情况下，既可以搭载发光颜色相同的LED芯片，也可以混合搭载发光颜色不同的LED芯片。例如，通过混合搭载RGB各色的LED芯片，能够使整体发出白色光。
此外，在光学元件封装体1中示出的是底座10的上表面侧一体式形成有搭载部13的实例，但也可以使用与底座10分体的第2底座，将第2底座以与底座10绝缘的状态固定，然后在该第2底座的上表面形成搭载部。这里，形成有搭载部的第2底座的个数并不限于1个，也可以设置多个。
具体而言，例如在底座10的中央部开设多个第2贯穿孔，使用金属材料形成第2底座并使第2底座具有能够贯穿各第2贯穿孔内部的形状，然后在各第2底座的上表面侧形成搭载部。继而，利用玻璃材料等绝缘材料将各第2底座固定在各第2贯穿孔中。
在这种情况下，能够使所搭载的多个光学元件在没有电气式公共短路的状态下工作。
另外，底座10上开设了多个供导线使用的贯穿孔11、12，但如果将底座本身兼作端子，则导线数量有1条即可，故底座上开设的贯穿孔的数量也是有1个即可。
工业实用性
本发明能够应用于对发光二极管(LED)等光学元件进行封装的光学元件封装体，并能够形成光学半导体元件以使用于照明装置等。
特别地，由于散热性良好，因而适用于高功率用的光学半导体元件。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于封装光学元件的光学元件封装体，其特征在于，
包括：
底座，由无氧铜或铜合金形成，形成有贯穿孔，并在上表面侧具有用于搭载光学元件的搭载部；
导线，插入在所述贯穿孔中；和
绝缘材料，填充在所述贯穿孔中，以与所述底座绝缘的状态固定所述导线；
所述导线的一端从所述贯穿孔延伸到外部，相对于穿过所述贯穿孔的部分向所述底座的外周方向弯折，并沿着所述底座的底面延伸。
2.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述底座在所述搭载部的背面侧具有凸部；
该凸部的顶面和所述导线的沿着底面的部分的表面存在于同一平面上。
3.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述导线
穿过所述贯穿孔内的位置相对于所述贯穿孔的中央向底座的外周侧偏移；
靠近所述搭载部的端部向所述底座的中央侧弯折。
4.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述底座在上表面的中央部形成有凹部，外周部高于所述光学元件搭载部。
5.如权利要求4所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述底座的凹部的内表面上以银或含银的合金实施了电镀。
6.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述绝缘材料由白色的高反射玻璃构成。
7.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述导线延伸到外侧的部分延伸到所述底座的外沿的外侧，其末端部向上表面侧弯折。
8.如权利要求7所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述导线中弯折形成的末端部分的宽度小于沿着所述底座的底面的部分的宽度。
9.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述绝缘材料也介于沿着所述底座底面的部分和所述底座的底面之间。
10.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述绝缘材料由钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃构成。
11.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述导线由铁镍合金构成。
12.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
具有辅助底座部，该辅助底座部以与所述底座绝缘的状态被固定；
所述搭载部形成在该辅助底座部的上表面。
13.如权利要求12所述的光学元件封装体，其特征在于，
相对于该底座的本体部设置多个所述辅助底座部；
在每个辅助底座部上都设置有所述搭载部。
14.一种半导体发光装置，是在权利要求1所述的电子器件封装体上搭载光学元件，并对该光学元件与导线进行引线键合而形成的。
15.一种照明装置，是将权利要求14所述的半导体发光装置安装在具有与驱动电路相连接的布线的基板上而形成的。

Claims (17)

1.一种用于封装光学元件的光学元件封装体，其特征在于，
包括：
底座，形成有贯穿孔，并在上表面侧具有用于搭载光学元件的搭载部；
导线，插入在所述贯穿孔中；和
绝缘材料，填充在所述贯穿孔中，以与所述底座绝缘的状态固定所述导线，
所述导线的一端从所述贯穿孔延伸到外部，相对于穿过所述贯穿孔的部分向所述底座的外周方向弯折，并沿着所述底座的底面延伸。
2.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述底座由含金属的材料形成。
3.如权利要求2所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述底座由无氧铜或铜合金形成。
4.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述底座在所述搭载部的背面侧具有凸部；
该凸部的顶面和所述导线的沿着底面的部分的表面存在于同一平面上。
5.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述导线
穿过所述贯穿孔内的位置相对于所述贯穿孔的中央向底座的外周侧偏移；
靠近所述搭载部的端部向所述底座的中央侧弯折。
6.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述底座在上表面的中央部形成有凹部，外周部高于所述光学元件搭载部。
7.如权利要求4所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述底座的凹部的内表面上以银或含银的合金实施了电镀。
8.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述绝缘材料由白色的高反射玻璃构成。
9.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述导线延伸到外侧的部分延伸到所述底座的外沿的外侧，其末端部向上表面侧弯折。
10.如权利要求9所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述导线中弯折形成的末端部分的宽度小于沿着所述底座的底面的部分的宽度。
11.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述绝缘材料也介于沿着所述底座底面的部分和所述底座的底面之间。
12.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述绝缘材料由钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃构成。
13.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
所述导线由铁镍合金构成。
14.如权利要求1所述的光学元件封装体，其特征在于，
具有辅助底座部，该辅助底座部以与所述底座绝缘的状态被固定；
所述搭载部形成在该辅助底座部的上表面。
15.如权利要求14所述的光学元件封装体，其特征在于，
相对于该底座的本体部设置多个所述辅助底座部；
在每个辅助底座部上都设置有所述搭载部。
16.一种半导体发光装置，是在权利要求1所述的电子器件封装体上搭载光学元件，并对该光学元件与导线进行引线键合而形成的。
17.一种照明装置，是将权利要求16所述的半导体发光装置安装在具有与驱动电路相连接的布线的基板上而形成的。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103441346A (zh) * 2013-07-30 2013-12-11 张家港市格致电器制造有限公司 一种用于压缩机的密封接线座
CN105047789A (zh) * 2015-08-11 2015-11-11 深圳市聚飞光电股份有限公司 Led封装结构及其封装方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101109754B1 (ko) * 2010-04-15 2012-02-21 김경태 발광 다이오드 패키지의 제조방법
KR101130137B1 (ko) * 2010-07-02 2012-03-28 연세대학교 산학협력단 발광다이오드 모듈
WO2012043313A1 (ja) * 2010-09-28 2012-04-05 京セラ株式会社 素子収納用パッケージ、およびこれを用いた電子装置
DE102011013277A1 (de) * 2011-03-07 2012-09-13 Schott Ag Gehäuse für Hochleistungsleuchtdioden - "2-Lagen-System"
JP6037293B2 (ja) * 2012-07-11 2016-12-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 窒化物半導体発光装置
US10644998B2 (en) * 2013-12-15 2020-05-05 Cavium, Llc Virtualized network interface for lockdown and overlay of data in transmitted packets
JP6715601B2 (ja) * 2016-01-08 2020-07-01 新光電気工業株式会社 光半導体素子用パッケージ
JP2022035775A (ja) 2020-08-21 2022-03-04 日亜化学工業株式会社 発光装置及び光源装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6036375A (en) * 1996-07-26 2000-03-14 Kyocera Corporation Optical semiconductor device housing package
CN1464953A (zh) * 2001-08-09 2003-12-31 松下电器产业株式会社 Led照明装置和卡型led照明光源
JP2004055370A (ja) * 2002-07-22 2004-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表面実装型気密端子
CN100511732C (zh) * 2003-06-18 2009-07-08 丰田合成株式会社 发光器件
JP4259198B2 (ja) * 2003-06-18 2009-04-30 豊田合成株式会社 発光装置用波長変換部の製造方法及び発光装置の製造方法
JP4661031B2 (ja) * 2003-06-26 2011-03-30 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP3996904B2 (ja) * 2004-01-27 2007-10-24 松下電器産業株式会社 電子素子用の表面実装ベース
JP4525193B2 (ja) * 2004-06-15 2010-08-18 パナソニック株式会社 光半導体素子用パッケージとそれを用いた発光装置
JP4254669B2 (ja) * 2004-09-07 2009-04-15 豊田合成株式会社 発光装置
US7705465B2 (en) * 2005-04-01 2010-04-27 Panasonic Corporation Surface-mount type optical semiconductor device and method for manufacturing the same
JP4895777B2 (ja) * 2006-01-27 2012-03-14 京セラ株式会社 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2007250805A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表面実装型気密端子
JP4851287B2 (ja) * 2006-09-27 2012-01-11 パナソニック株式会社 半導体装置用気密端子
JP2010171379A (ja) * 2008-12-25 2010-08-05 Seiko Instruments Inc 発光デバイス
JP5261307B2 (ja) * 2009-07-24 2013-08-14 三洋電機株式会社 光ピックアップ装置
US20120113650A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 E.I. Du Pont De Nemours And Company Insulating white glass paste for forming insulating reflective layer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103441346A (zh) * 2013-07-30 2013-12-11 张家港市格致电器制造有限公司 一种用于压缩机的密封接线座
CN105047789A (zh) * 2015-08-11 2015-11-11 深圳市聚飞光电股份有限公司 Led封装结构及其封装方法

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Publication number Publication date
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